기본 OP앰프 응용회로 비선형 OP앰프 회로

소개

OP앰프를 이용한 부임피던스 회로를 구성하고, 그것을 응용하여 종속전류 발생기의 작동
원리를 이해한다. 입력전류에 비례하는 전압을 발생하는 전류전압 변환기를 구성하여
작동원리와 응용방법을 생각해 본다.
OP앰프와 다이오드를 이용하여 비교기, 반파 정류기, 능동 리미터, 능동 클램퍼, 능동 피크
검출기등을 구성하여 실험하고 각각의 회로가 출력 전압 파형에 미치는 영향을 오실로스코프를
통해 확인한다.

목차

1. 실험목적
2. 실험결과
3. 결과분석
4. 토의사항
*참고문헌

본문내용

: 위의 회로는 입력신호 Vin의 양의 반 사이클 동안 OP앰프의 출력은 음이 되므로 다이오드는 도통되고 C는 Vin의 피크전압 -Vp로 충전된다. Vin이 양의 피크점을 지나 하강하기 시작하면 다이오드는 꺼지고 귀환 루프는 끊겨지며 가상 접지는 상실된다. 따라서 KVL로부터 Vout = Vin +Vp, 즉 Vout은 Vin보다 -Vp만큼 dc레벨이 내려가므로 0V이하로 클램프된다. 이를 PSPICE를 통해
시뮬레이션 해 보았고, 실제 측정을 통해서도 살펴보았다. 실제 측정에서 출력파형이 정확히0~-2V로
내려가지 않은 이유는 캐패시터의 용량을 충분히 큰 것을 사용하지 않았기 때문에 Vin의 피크전압
-Vp를 전부 충전하여 방전하지 못했기 때문에 생긴 문제라고 생각된다.
3. 결과분석
: 부임피던스 회로를 구성하여 입력단에 적당한 저항(RA)을 배치하면 원치않는 정저항을 상쇄시키는 역할을 수행함을 알 수 있었고, 그 저항의 크기는 RA와 같고 부호는 음의 부호를 지님을 실험을 통해 확인할 수 있었다.
종속전류 발생기에서 IL = -Iin*R/(RL-R) = {-Vin(RL-R)/R^2}*(-R)/(RL-R) = Vin/R의공식을
통해 부하저항 RL에 무관하고 입력전압에만 의존하는 전류가 RL을 통해 흐름을 예측하였다. 그리고 실제 실험에서 부하임피던스 ZL을 4.7kΩ또는 22kΩ으로 바꿔보며 전류는 ZL에 무관하게 일정하게 흐름을 확인하였다.
위의 종속전류 발생기와는 반대로 이번에는 입력전류에 비례하는 전압을 발생하는 전류-전압
변환기를 살펴보았다. 입력단에 흘려주는 전류가 1, 2, 3...(mA)일때 출력전압이 -1, -2, -3...(V)
임을 확인하였고 이는 전류계의 동작원리에 응용될 수 있음을 알 수 있었다.
비교기 실험에서는 OP앰프를 이용한 개방루프 회로를 통해 앰프의 +,-입력단자에 가해지는 각각의 전압중 어느것이 큰값을 지니는가를 앰프의 출력전압을 가지고 판단할 수 있음을 보았다.

참고자료

· 대학전자회로 실험 / 이승훈 교수님 외 3명 / 淸文閣
· Microelectronic Circuits 5th Edition / Sedra, Smith / Oxford